MAGNETISM JA ELEKTROMAGNETISM (1)

PÄRNUMAA KUTSEHARIDUSKESKUS
ARVUTID JA ARVUTIVÕRGUD
MAGNETISM JA ELEKTROMAGNETISM
Uurimustöö
Koostaja : Allan Pertel
Rühm: AA-10
Pärnu 2010

Sisukord

Elektromagnetism 3
Magnetism 3
Kõlar 4
Mikrofon 5
Resonants 6

Elektromagnetism

Elektromagnetism on elektromagnetvälja füüsika. Elektromagnetväli on väli, mis avaldab mõju elektrilaenguga osakestele ja mis on omakorda mõjutatud nendest osakestest ja nende liikumisest.
Muutuv magnetväli tekitab elektrivälja (see nn. elektromagnetilise induktsiooni nähtus on elektrigeneraatorite, induktsioonmootorite ja trafode tööpõhimõtte alus). Sarnaselt, muutuv elektriväli tekitab magnetvälja. Sellise elektri- ja magnetvälja vastastikuse sõltuvuse tõttu on mõistlik neid käsitleda seotud nähtusena - elektromagnetväljana.
Magnetväli tekib elektrilaengute liikumise ehk elektrivoolu tõttu. Magnetväli põhjustab magnetjõudude tekke, mis seonduvad tavaliselt magnetitega.
Elektromagnetismi teoreetilised järeldused viisid erirelatiivsusteooria väljatöötamiseni Albert Einsteini poolt 1905. aastal.
Elektromagnetilised ühikud on osa elektriliste ühikute süsteemist ning põhinevad põhiliselt elektrivoolu magnetilistel omadustel. Ühikud on:

• amper (vool)
  
• kulon (laeng)
  
• farad (mahtuvus)
  
• henri (induktiivsus)
  
• oom (takistus)
  
• volt (elektriline potentsiaal)
  
• vatt (võimsus)
  

Magnetism

Üheks esimeseks magnetvälja tundma õppimise viisiks oli uurida, kui suure jõuga tõmbuvad kaks juhet , kui neid läbib elektrivool . Aastal 1820 jõudis A. M. Ampère [ampe:r] järeldusele, et juhtmete vahel mõjub jõud:
Siin on I1 voolutugevus ühes ja I 2 voolutugevus teises juhtmes , l on vaatluse all oleva juhtmelõigu pikkus ja a on juhtmete kaugus teineteisest. Kui vool liikus mõlemas juhtmes samas suunas, siis juhtmed tõukusid; kui voolud liikusid eri suundades, siis aga juhtmed tõmbusid. Valemis (1) on suurus K konstant, mille väärtus lõpmatult pikkade paralleelsete juhtmete korral on
Konstandi K väärtus sõltub juhtmete pikkusest ja vooluringi kujust , kuid enamasti võib kasutada lõpmatult pikkade juhtmete jaoks kehtivat väärtust. Ka μ0 on konstant. Seda nimetatakse magnetiliseks konstandiks:

Kõlar

Kõlar on elektroaukustiline andur mis muundab elekrilise signaali heliks. Kõlar liigub vastavalt elektrisignaalide muutumisele ja põhjustab helilainete levimise keskkonnas (õhus, vees).
Klassikalise kõlari koostisesse kuuluvad valjuhääldid, kõlarikast, kõlarifiltrid, invertertoru, ühendustarvikud (kruvid, liimid jne), vooder , elektrilised kontaktid juhtmete ühendamiseks ning viimistlust täiendavad materjalid ja komponendid. Neist kriitilise tähtsusega on valjuhääldid ning elektrilised kontaktid, et üleüldse süsteem heli tekitaks. Kõlarikasti eesmärk on kogu süsteem mugavasse korpusesse koondada ning helikvaliteeti tõsta, ülejäänud komponentide ülesanne on helikvaliteeti tõsta või kõlari kunstilist disaini täiendada.
Kõlarite tüübid:

Täisribakõlarid - Täisribakõlari eesmärk on ühes seadmes edastada võimalikult suurt sagedusvahemikku. Tegelikult pole sellist kõlarit olemas, mis mängiks kõiki inimesele kuuldavaid sagedusi. Seega oleks õigem öelda lairibakõlar. Kasutatakse näiteks kõrvaklappides, väikestes raadiotes, paljudes sidevahendites ja arvutikõlaritena. Kitsasribakõlar on sarnane lairibakõlarile, kuid seda kasutatakse ainult kohtades kus on vaja heli tekitada väga kitsastes sagedusvahemikes ja kus heli kvaliteet ei ole oluline.

Madalsageduskõlarid - Madalsageduskõlarid (woofer või subwoofer ) on mõeldud madalate sageduste esitamiseks . Üheks suurimaks probleemiks on kõlakasti resoneerimine või "plärisemine". Seetõttu on vaja kast teha väga tugev ja materjalist, mis ei hakka madalatel sagedustel resoneerima. Head kõlarid on tavaliselt väga rasked, kuid enamusele kõlaritele on ette nähtud ka kast, mis raskust veelgi suurendab. Peaaegu alati käib madalsageduskõlariga kaasas konkreetse seadme jaoks mõeldud võimendi.

Kesksageduskõlarid - Kesksageduskõlarid on mõeldud kesksagedustel heli esitamiseks. Sarnaneb lairibakõlarile. Kui helisüsteemis olevad madalsageduskõlar ja kõrgsageduskõlar kogu kuuldava sagedusvahemiku katavad, siis ei pruugi kesksageduste jaoks eraldi kõlarit üldse vaja olla.

Kõrgsageduskõlarid - Kõrgsageduskõlar (tweeter) on mõeldud kõrgetel sagedustel heli esitamiseks. Need on tavaliselt väga väikesed ja kerged.

Mikrofon

Mikrofon on andur, mis muundab helivõnkumised elektrilisteks võnkumisteks.
Mikrofonide liigid:

Dünaamilised mikrofonid sarnanevad konstruktsioonilt dünaamiliste valjuhääldajatega, heli liigutab membraani kaudu mähist magnetväljas. Väikese väljundtakistuse tõttu on tavaliselt kokku ehitatud sobitustrafoga.

Piesoelektriline mikrofon kasutab mõnede ainete omadust mehaanilise jõu toimel tekitada oma pinnal elektrivälja.

Kondensaatormikrofonides tekitab muutuva elektri pinge heli mõjul elektriliselt laetud või elektreetist membraan.

Elektreetmikrofon sarnaneb konstruktsioonilt tavalisele kondensaatormikrofonile.

Resonants

Resonants on võnkeamplituudi järsk kasv perioodilise välismõju sageduse kokkulangemisel süsteemi omavõnkesagedusega.